Ondokonduktilo

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo
Mallonga parto de ortangula ondokonduktilo (WG17 kun UBR120 ligo-flanĝoj)
Sekcio de fleksebla ondokonduktilo
Ortangula tuba ondokonduktilo
Fleksebla ondokonduktilo de J-benda radaro

En elektroniko, la ondokonduktilo estas lineara strukturo kiu direktigas elektromagnetajn ondojn inter ĝia finaj punktoj. La originala kaj plej komuna okazo estas metala tubo uzata por ĉi tiu celo.

Izola ondokonduktilo estas solida izola vergo anstataŭ tubo. Optika fibro estas izola ondokonduktilo dizajnita por al laboro je optikaj frekvencoj. Tradonilaj linioj kiel mikrorubando, samebena ondokonduktilo, rubandoliniosamaksa konduktilo povas ankaŭ esti konsiderataj kiel esti ondokonduktiloj.

La elektromagnetaj ondoj en tuba ondokonduktilo povas esti imagataj kiel vojaĝantaj suben la gvidi en zigzaga vojo, estante multfoje reflektataj inter kontraŭaj muroj de la ondokonduktilo. Por la speciala okazo de ortangula ondokonduktilo, eblas baza akurata analizo sur ĉi tiu vido. Disvastigo en izola ondokonduktilo povas esti vidata en la sama maniero, kun la ondoj limigataj per tuteca ena reflekto je surfaco de la izolo. Iuj strukturoj, kiel ne-elradianta izola ondokonduktilo kaj la linio de Goubau, uzas ambaŭ metalajn murojn kaj izolajn surfacojn por limigi la ondon.

La ondokonduktila strukturo limigas la energion de elektromagneta ondo al specifa relative mallarĝa kaj kontrolebla vojo. Ĝenerale, ju pli malgranda estas la minimuma frekvenco kiu trapasas, des pli granda la ondokonduktilo estas.

Elektromagnetaj ondokonduktiloj estas analizataj per solvado de ekvacioj de Maxwell, aŭ ilia malpligrandigita formo, la elektromagneta onda ekvacio, kun randaj kondiĉoj difinitaj per la propraĵoj de la materialoj kaj iliaj randoj. Ĉi tiuj ekvacioj havas multajn solvaĵojn, aŭ reĝimojn, kiuj estas propraj funkcioj de la ekvacia sistemo. Ĉiu reĝimo estas pro tio karakterizata per ajgeno, kiu respektivas al fortranĉa frekvenco pli sube de kiu la reĝimo ne povas ekzisti en la ondokonduktilo.

Ondokonduktilaj disvastigaj reĝimoj dependas de la operacianta ondolongo kaj polarizo kaj la formo kaj amplekso de la ondokonduktilo. La laŭlonga reĝimo de ondokonduktilo estas aparta staranta onda ŝablono formita per ondoj limigitaj en la malplenaĵo. La transversaj reĝimoj estas klasifikitaj en malsamajn specojn:

  • TE reĝimoj (Transversa Elektra) ne havas elektran kampon direkte al disvastigo.
  • TM reĝimoj (Transversa Magneta) ne havas magnetan kampon direkte al disvastigo.
  • TEM reĝimoj (Transversa Elektro-Magneta) havas nek elektran nek magnetan kampon direkte al disvastigo.
  • Hibridaj reĝimoj havas ambaŭ elektran kaj magnetan kampajn komponantojn direkte al disvastigo.

En tubaj ondokonduktiloj (kun sola elektra konduktilo), TEM ondoj ne estas eblaj, ĉar ekvacioj de Maxwell donas ke la elektra kampo devas tiam havas nulan diverĝencon kaj nulan kirlon kaj estas egalaj al nulo je randoj, rezultante en nula kampo; ekvivalente, la kondiĉo \nabla ^2 \Phi=0 kun nulaj randaj kondiĉoj garantias nur la bagatelan nulan solvaĵon. Tamen, TEM ondoj povas propagi en samaksa kablo ĉar estas du konduktiloj.

La reĝimo kun la plej malgranda fortranĉa frekvenco estas la domina reĝimo de la ondokonduktilo. Tuba ondokonduktilo devas esti de duono de ondolongo aŭ pli multe en larĝo por subteni unu aŭ pli multajn transversajn ondajn reĝimojn. Estas kutime elekti la amplekson de la ondokonduktilo tian ke nur ĉi tiu unu reĝimo povas ekzisti en la frekvenca bendo de operaciado. En ortangula kaj cirkla tubaj ondokonduktiloj, la dominaj reĝimoj estas la TE1, 0 kaj TE1, 1 respektive.

TE1, 0 reĝimo de ortangula tuba metala ondokonduktilo
TE1, 1 reĝimo de cirkla tuba metala ondokonduktilo

Tubaj metalaj ondokonduktiloj[redakti | redakti fonton]

En la mikroonda regiono de la elektromagneta spektro, ondokonduktilo plej kutime estas tuba metala konduktilo.

Ondokonduktiloj estas iam plenigataj per kunpremita gaso por malebligi arkadon, permesante pli altan povumon. Male, ondokonduktilo povas esti vakuita kiel parto de vakua sistemo, ekzemple elektrona traba sistemo.

Truita ondokonduktilo estas ĝenerale uzata kiel anteno por radaroj kaj aliaj similaj aplikoj.

Fermita ondokonduktilo estas elektromagneta ondokonduktilo kiu havas jenajn propraĵojn:

  • Ĝi estas tuba, kutime kun cirkla aŭ ortangula kruca sekcio.
  • Ĝi havas elektre konduktantajn murojn.
  • Ĝi povas esti malplena aŭ plenigita kun izola materialo.
  • Ĝi povas subteni grandan kvanton de diskretaj propagaj reĝimoj, kvankam nur kelkaj el ili povas esti praktikaj.
  • En ĝi ĉiu diskreta reĝimo difinas la disvastigan konstanton por la reĝimo.
  • Elektra kaj magneta kampoj je ĉiu punkto estas priskribeblaj kiel komponaĵo de la subtenataj reĝimoj.
  • Ĝi ne produktas elradiadan kampon.
  • En ĝi malkontinuaĵoj kaj fleksiĝoj kaŭzas reĝiman konvertiĝon sed ne elradiadon.

Mezuro de staranta onda rilatumo povas esti farata por certiĝi ke ondokonduktilo ne havas likojn aŭ akrajn fleksiĝojn. Se tia fleksiĝoj aŭ truoj estas en la ondokonduktila surfaco, ĉi tiu povas malpligrandigi ĝian efikecon. Arkado povas okazi se estas truo, se estas tradonata alta povumo (kutime 200 vatoj aŭ pli multe). Reflektita povumo povas okazi kaj damaĝi aparataron same bone. Alia kaŭzo por malbona staranta onda rilatumo en ondokonduktilo estas apero de akva kondensaĵo, kiu povas tipe esti malebligita per kvarca ĝelo, sekigilo.

Izolaj vergoj por mikroondoj[redakti | redakti fonton]

Izolaj vergaj ondokonduktiloj, linearaj tabeloj el mallongaj transversaj konduktiloj, kaj ebenaj rezistaj konduktiloj uzas la saman principon kiel optikaj ondokonduktiloj.

Ĉi tiuj funkcias per efiko de refrakta indico, pro kiu la ondokonduktilo malrapidigas la ondon pli sube de la libera spaca rapido, kontinue kurbigante la eman al plilarĝiĝo ondofronton al la mallarĝa ondokonduktilo kaj konservante la ondon al esti ene. Helicaj ondokonduktiloj kaj linearaj tabeloj de mallongaj konduktiloj estas uzataj kiel partoj de la helica anteno kaj Yagi-Uda-anteno.

Aplikoj[redakti | redakti fonton]

Ondokonduktiloj povas esti konstruitaj por porti ondojn de larĝa parto de la elektromagneta spektro, sed estas aparte utilaj en la mikroonda kaj optika frekvencaj limigoj. Ondokonduktiloj estas uzataj por tradonado de ambaŭ povumaj kaj komunikaj signaloj, kutime por mallongaj distancoj. La ĉefa avantaĝo de ondokonduktiloj en komparo al aliaj tradonilaj linioj estas en alte povumaj aplikoj.

En la 1970-aj jaroj estis konstruitaj ondokonduktilaj liniaj de kelkaj mejloj de longo, por studi eblan uzon de ili por interurba komunikado, sed antaŭeniĝo de dizajno de optikaj fibroj igis ĉeson de la plano.

Historio[redakti | redakti fonton]

La unua ondokonduktilo estis proponita de Joseph John Thomson en 1893 kaj eksperimente kontrolita per Oliver Lodge en 1894; la analitiko de la propagaj reĝimoj en malplena metala cilindro estis unue plenumita de Lord Rayleigh en 1897.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]